CC BY
276
УДК 543.6
В.В Урженко 12, Ж.В. Романова 2, А.Т. Хабиев 3 А.Н.Нурбакыт 4
1 КазНУ им. Аль-Фараби, РГП на ПХВ «Научно-практичский центр санитарно-эпидемиологической экспертизы и мониторинга» КООЗ
МЗ РК 2 КазНУ им. аль-Фараби 3 НАО «КазНИТУ им. К.И. Сатпаева» 4Казахский Национальный медицинский университет им.С.Д.Асфендиярова
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НА СОДЕРЖАНИЕ 5-ОКСИМЕТИЛФУРФУРОЛ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА МЕТОДОМ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЙ ЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ С ДИОДНО-МАТРИЧНЫМ ДЕТЕКТОРОМ
СЕРИИ AGILENT 1260
В данной статье представлены результаты высокоэффективной жидкостной хроматографии с диодно-матричным детектором серии Agilent 1260 по определению 5-оксиметилфурфурола в кофе, в дестком апельсиновом соке, напитке CocaCola.5-оксиметилфурфурол входит в группу потенциально опасных канцерогенных веществ, контроль содержания которого регламентируется во многих странах. При анализе указанных пищевых продуктов было выявлено его высокое содержание в кофе, в соке и напитке «Coca Cola» содержание соответствовало установленным нормам. Ключевые слова: детский апельсиновый сок, кофе, 5-оксиметилфурфурол, ВЭЖХ.
Введение. В процессе производства продуктов питания нередко образуются опасные для здоровья соединения, что было выявлено в результате внедрения современных аналитических методов.
В качестве такого примера в проведенном исследовании был рассмотрен 5-оксиметилфурфурол.
5-оксиметилфурфурол - это органическое вещество, производное токсического вещества - фурфурола, имеющее в своем составе гетероциклическое кислородсодержащее кольцо - фуран, образующееся при производстве, длительном хранении или в результате высокотемпературной переработки соков и соковой продукции, кондитерской продукции и в том числе меда. 5-оксиметилфурфурол является промежуточным продуктом в
НО
реакциях разложения моносахаридов, содержащихся в инвертном сахаре и значительно ухудшает качество пищевых продуктов. Он легко образуется при разложении моносахаридов в кислой среде (рисунок 1). Многие пищевые продукты подкрашиваются продуктами разрушения сахаров - жженый сахар (коньяк, бренди, кока-кола, пепси-кола, и другие напитки), в которых обнаруживается высокое содержание 5-оксиметилфурфурола.
Присутствие 5-оксиметилфурфурола в пищевых продуктах нежелательно по следующим причинам: фурановые производные являются ядами, большие дозы которых вызывают судороги и паралич, а малые дозы угнетают нервную систему.
Рисунок 1- Химическая структура 5-оксиметилфурфурола
Технический регламент ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции»[4] регламентирует наличие 5-оксиметилфурфуролав соках, предельно допустимое содержание которого не должно превышать 10 мг/л в соковой продукции из цитрусовых фруктов для детского питания и 20 мг/л в соковой продукции для детского питания из остальных фруктов и овощей, для мёда — 25 мг/кг, а для напитка «CocaCola» не регламентировано. Теоретически 5-оксиметилфурфурол может содержаться во всех продуктах питания, в которых есть сахар и которые подвергались термообработке. К примеру, 5-
оксиметилфурфурол содержится в варенье, в соках[5-7], в кондитерских, хлебобулочных изделиях (особенно сладких) и в молочных продуктах. Но как показали исследования, самое высокое его содержаниепоказало растворимое кофе [8-12].
На сегодняшний день содержание 5-оксиметилфурфурола нормируется согласно техническому регламенту таможенного союза на соковую продукцию из фруктов и овощей ТР ТС 023/2011 [13] и техническому регламенту таможенного союза ТР ТС021/2011. В странах Евросоюза также ведется такойконтроль.
При температурной обработке свыше 120 0С 5-оксиметилфурфурол разрушается и может быть использованв кондитерской промышленности, где при технологических приемах может быть подвергнут высокотемпературной обработке.
Экспериментальная часть. Данное исследование было проведено с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии с диодно-матричным детектором серии Agilent 1260и хроматографической колонкой "ZORBAXEclipseXDB-C18" (150х4,6 мм) компании AgilentTechnologies. Материалом колонки
являетсясиликагель с привитыми
октадецильнымигруппами. В качестве подвижной фазы был использован элюент-раствор воды, ацетонитрила и уксусной кислоты (с объемным соотношением 840:150:10).
В качестве стандарта использовался стандарт 5-гидроксиметил-2-фурфураль(99% содержание 5-гидроксиметил-2-фурфураля)фирмы Sigma-Aldrich.Из данного стандарта было приготовлено семь рабочих растворов для построения градуировочной кривой с концентрациями 1,5,10,15,20,25,30 мкг/мл. Стандарт и рабочие растворы были приготовлены согласно ГОСТ 31644-2012. Продукция соковая. Определение5-гидроксиметилфурфурола методом высокоэффективной жидкостной хроматографии [14].
Определение массовой концентрации 5-
гидроксиметилфурфурола в апельсиновом соке и напитке CocaCola проводилось после центрифугирования с фактором разделения не менее 990 г в течение 15 минут.
Затем 1-2 см3 пробы отбирали и фильтровали через мембранный фильтр с диаметром пор 0,45 мкм, а фильтратпереносили в виалу для последующего анализа ВЭЖХ.
Для определения 5-гидроксиметилфурфурола в кофе бралась навеска массой 1 г. Далее ее растворяли в 50 см3 воды и центрифугировалис фактором разделения не менее
990 г в течение 15 минут. Затем отбирали 1-2 см3 пробы и фильтровали через мембранный фильтр с диаметром пор 0,45 мкм, а фильтрат переносили в виалу для последующего анализа ВЭЖХ.
Хроматографическийанализ проводился при следующих условиях: скорость элюента 1,2 см3/мин, длина УФ волны для определения спектра поглощения 5-гидроксиметилфурфурола - 284 нм, температура термостата колонки 25°С, объем инжекции 10 мкл. Время выхода 5-оксиметилфурфурола из
хроматографической колонки составляет 2,2 минуты. Массовую концентрацию и массовую долю 5-гидроксиметилфурфурола рассчитывают по
градуировочным зависимостям с учетом степени разведения пробы. Обработку хроматограмм и определение массовой концентрации и массовой доли 5-гидроксиметилфурфурола проводят с помощью программно-аппаратного комплекса сбора и обработки
данных ОрепЬаЬСЬет51айоп с использованием градуировочной зависимости.
Результаты и обсуждение. В результате проведенных экспериментов был получен пик 5-оксиметилфурфурола (Рисунок 2). Сигнал данного вещества соответствует пику при 2,2 минуты.
Рисунок 2- Пик стандарта 5-оксиметилфурфурола
При определении пика 5-оксиметилфурфурола на детекторе была получена УФ-спектрограмма, что является
дополнительным подтверждением выполнения анализа (Рисунок 3).
правильности
Рисунок 3- УФ-спектрограмма 5-оксиметилфурфурола, соответствующаяданному веществу. Далее была получена калибровочная кривая 5-оксиметилфурфурола (Рисунок 4).
Рисунок 4- Калибровочная кривая, для концентраций 5 оксиметилфурфурола1, 5, 10, 15, 20, 25, 30 мкг/мл
(соответствуют 1,2,3,4,5,6,7 на графике)
Для определения 5-оксиметилфурфурола в кофе была получена хроматограмма подготовленного образца. При рассмотрении хроматограммы кофе и анализе в ней был
идентифицирован 5-оксиметилфурфурол с концентрацией 2096,2 мг/кг (Рисунок 5).
Рисунок 5- Хроматограмма для определения 5-оксиметилфурфурола в кофе
Далее была проведено определение 5-оксиметилфурфурола в напитке «Coca-Cola» и была получена хроматограмма подготовленного образца. При рассмотрении
хроматограммы напитка «Coca-Cola»^ ней был идентифицирован5-оксиметилфурфурол с - 4,98 мг/л (Рисунок 6).
jjj
JN
Рисунок 6- Хроматограмма для определения 5-оксиметилфурфурола в напитке «Coca-Cola»
Следующим образцом для исследования служил десткий апельсиновый сок. Хроматограмма данного образца представлена на рисунке 7. При рассмотрении хроматограммы сока в ней был идентифицирован
5-оксиметилфурфурол с концентрацией - 6,47917 мг/л, что соответствует ПДК согласно установленным нормам ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» - до 10 мг/л.
Рисунок 7- Хроматограмма для определения 5-оксиметилфурфурола в детском апельсиновом соке.
Заключение. Анализ полученных результатов показал, что концентрация 5-оксиметилфурфурола в соке соответствует установленным нормам ПДК, в напитке «CocaCola» - 4,98 мг/л и в кофе 2096,2 мг/кг. При растворении 1 чайной ложки (около 2 г) такого кофе в чашке с водой (150 мл) концентрация 5-оксиметилфурфурола будет 27,93 г/мл. Исходя из полученных данных можно прийти к выводу, что, хотя концентрация 5-оксиметилфурфурола не
регламентируется в кофе, но его содержание достаточно высокое и может нанести вред организму людей. Так как концентрация 5-оксиметилфурфурола не регламентируется и в напитке «CocaCola», то производители могут превысить его концентрацию при его приготовлении.Полученные результаты,позволяют сделать вывод о необходимости регламентирования и нормирования 5-
оксиметилфурфурола в продуктах питания.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Технический регламент ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции».
2 V. Goekmen, J. Acar. Simultaneous determination of 5-hydroxymethylfurfural and patulin in apple juice by reversed-phase liquid chromatography, Journal of Chromatography A, V. 847(1-2), 1999, P. 69-74.
3 D. B. Gomis, M. D. G. Alvarez, L. S. Naredo, J. J. M. Alonso. High-performance liquid chromatographic determination of furfural and hydroxymethylfurfural in apple juices and concentrates. Chromatographia, 1991, V. 32(1), pp. 45-48.
4 H. S. Lee, R. l. Rouseff, S. Nagy. HPLC Determination of Furfural and 5-Hydroxymethylfurfural in Citrus Juices.//Journal of food science. V. 51(4), 1986. - P. 1075-1076.
5 R. C. Alves, A. S. G. Costa, M. Jerez, S. Casal, J. Sineiro, M. J. Nunez, B. Oliveira. Antiradical Activity, Phenolics Profile, and Hydroxymethylfurfural in Espresso Coffee: Influence of Technological Factors, J. Agric. Food Chem., 2010, 58 (23), pp. 12221-12229.
6 E. Capuano, V. Fogliano. Acrylamide and 5-hydroxymethylfurfural (HMF): A review on metabolism, toxicity, occurrence in food and mitigation strategies. LWT - Food Science and Technology, V. 44 (4), 2011, P. 793-810.
7 K. Abraham, R. Guertler, K. Berg, G. Heinemeyer, A. Lampen, K. E. Appel. Toxicology and risk assessment of 5-Hydroxymethylfurfural in food, V. 55(5), 2011, P. 667-678.
8 M. Daglia, A. Papetti, P. Grisoli, C. Aceti, V. Spini, C. Dacarro, G. Gazzani. Isolation, Identification, and Quantification of Roasted Coffee Antibacterial Compounds, J. Agric. Food Chem., 2007, 55 (25), pp. 10208-10213.
9 M. Murkovic, N. Pichler. Analysis of 5-hydroxymethylfurfual in coffee, dried fruits and urine, V. 50(9), 2006, P. 842-846.
10 Технический регламент таможенного союза на соковую продукцию из фруктов и овощей ТР ТС 023/2011.
11 ГОСТ 31644-2012. Продукция соковая. Определение 5-гидроксиметилфурфурола методом высокоэффективной жидкостной хроматографии.
В.В. Урженко 12, Ж.В. Романова 2, А.Т. Хабиев 3 , А.Н. Нурбакыт 4
1К,азацстан Республикасы Денсаулыц сацтауминистрл!гi К,огамдъщ денсаулыц сацтау комитетшц«Санитариялыц-эпидемиологиялыцсараптама жэне мониторинггылыми-практикалыц орталыгы» шаруашылыцЖYргiзу цуцыгындагы
республикалыц мемлекеттiк кэсторны
2Эль-Фараби атындагы К,аз¥У 3^.И. Сатпаев атындагы Каз¥ТУКЕАК, 4С.ЖАсфендияров атындагы Цазац ¥лттыцмедицинауниверситетi
ДИОДТЫ-МАТРИЦАЛЬЩ ДЕТЕКТОР AGILENT 1260 СЕРИЯСЫ ТИ1МД1Л1Г1 ЖОFАРЫ С¥ЙЬЩТЬЩ ХРОМАТОГРАФИЯ ЭД1С1МЕН АЗЫК-ТУЛ1КГЕРДЩ К¥РАМЫНДА 5-ОКСИМЕТИЛФУРФУРОЛ АДАМ АFЗАСЫНА ЭСЕР1 ТУРАЛЫ ЗЕРТТЕУ
ТYЙiн: Бул ма;алада диодты-матрицалы; детектор Agilent 1260 сериясы тшмдшш жогары суйьщтык; хроматография эдтамен ЖШС кофеде, балалар апельсин шырында ,«Coca Cola» сусынныц курамында 5-оксиметилфурфурол адам агзасына эсер! туралы нэтижелер керсетшген. 5-оксиметилфурфурол ешмдердщ курамында кептеген елдерде ба;ылау ушш реттеледд, ол ыктимал к;аушт1 канцероген тобына енпзшген. Осы азыц-тушк ешмдерд1 талдаган кезде оныц жогары курамы кофеде аны;талды, ал шырында жэне «Coca Cola» сусында оныц ;урамы белгшенген нормаларга сэйкес болды. ТYЙiндi сездер: бала апельсин шырыны, кофе, 5-оксиметилфурфурол, ТЖСХ.
V.V. Urzhenko 12, Zh.V. Romanova 2, A.T. Khabiyev 3, A.N. Nurbakyt 4
1RSE on PVC "Scientific and Practical Center for Sanitary and Epidemiological Expertise and Monitoring" of the Committee for Public Health
Protection of the Ministry of Health of the Republic of Kazakhstan 2al-Farabi "KazNU 3 NJSC "KazNRTU » 4 Asfendiyarov Kazakh National Medical University
INVESTIGATION OF FOOD PRODUCTSON CONTENT OF 5-(HYDROXYMETHYL)-2-FURALDEHYDE AND ITS INFLUENCEON HUMAN BODYWITHTHE USAGE OF HIGH PERFORMANCE LIQUID CHROMATOGRAPHY WITH DIODE ARRAY DETECTOR OF SERIES AGILENT
1260
Resume: Results of high performance liquid chromatography with diode array detector of series Agilent 1260 for determination 5-(hydroxymethyl)-2-furaldehydein coffee , in children's orange juice , in the soft drink "Coca Cola" in this article are presented. 5-(hydroxymethyl)-2-furaldehyde is included into the group of potentially dangerous carcinogens, the control of its content is implemented in many countries. In the analysis of these food products was identified its high content in coffee, in juice and in the soft drink «Coca Cola» its content was corresponded to the established norms.
Key words: children's orange juice, coffee, 5-(hydroxymethyl)-2-furaldehyde, HPLC.
